一种空间非合作目标的位姿解算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种空间非合作目标的位姿解算方法及装置，该方法包括：获取非合作目标的待处理影像；确定相邻待处理影像之间的同名特征点，并计算得到单应性矩阵；根据单应性矩阵得到初始位姿解；其中，不同的初始位姿解对应的核点不同；利用平面诱导视差束法，从初始位姿解对应的核点中确定目标核点；确定目标核点对应的基础矩阵，并分解得到目标位姿解。本方案提供的空间非合作目标的位姿解算方法有效解决了现有空间非合作目标姿态反演信息不准确和不稳定的问题。准确和不稳定的问题。准确和不稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种空间非合作目标的位姿解算方法及装置


[0001]本专利技术涉及空间图像处理
，特别涉及一种空间非合作目标的位姿解算方法及装置。

技术介绍

[0002]随着空间技术的发展，航天器的在轨捕获与维修、空间碎片的清理等面向空间非合作目标的课题已逐渐成为研究的热点方向，且空间目标已经成为资源抢夺、国家防御等重大战略关注的核心。其中，重要空间非合作目标的态势感知是获取空间控制主动权必不可少的步骤，但是现有针对平面退化场景中求解空间非合作目标姿态信息的方法中，仍存在获取的姿态信息不准确和不稳定的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供了一种空间非合作目标的位姿解算方法及装置，该方法有效解决了现有空间非合作目标姿态反演信息不准确和不稳定的问题。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种空间非合作目标的位姿解算方法，包括：
[0005]获取非合作目标的待处理影像；
[0006]确定相邻所述待处理影像之间的同名特征点，并计算得到单应性矩阵；
[0007]根据所述单应性矩阵得到初始位姿解；其中，不同的所述初始位姿解对应的核点不同；
[0008]利用平面诱导视差束法，得到对应所述初始位姿解的目标核点；
[0009]确定所述目标核点对应的基础矩阵，并分解得到目标位姿解。
[0010]可选地，所述确定相邻所述待处理影像之间的同名特征点，并计算得到单应性矩阵，包括：
[0011]对所述待处理影像进行特征提取，得到特征点；
[0012]对相邻所述待处理影像进行同名特征点匹配，得到相邻所述待处理影像之间的同名特征点；
[0013]根据所述同名特征点，基于AC
‑
RANSAC算法计算得到所述单应性矩阵。
[0014]可选地，所述根据所述单应性矩阵得到初始位姿解，包括：
[0015]根据所述单应性矩阵得到第一位姿解；
[0016]基于平面同侧性和可视性约束条件，对所述第一位姿解进行筛选，得到所述初始位姿解；其中，所述第一位姿解的数量大于所述初始位姿解的数量。
[0017]可选地，所述利用平面诱导视差束法，得到对应所述初始位姿解的目标核点，包括：
[0018]获取所述初始位姿解对应的核点；
[0019]根据预设点位误差绘制所述同名特征点对应的平面诱导视差束；
[0020]确定每个所述核点落入所述平面诱导视差束的次数，并筛选出对应次数最多的第
一核点；其中，所述次数不高于所述同名特征点的数量；
[0021]判断所述第一核点对应的次数是否大于预设阈值；
[0022]若是，则确定所述第一核点为目标核点。
[0023]可选地，所述确定所述目标核点对应的基础矩阵，并分解得到目标位姿解，包括：
[0024]根据所述目标核点和所述单应性矩阵，确定所述基础矩阵；
[0025]确定采集所述待处理影像的相机的相机矩阵；
[0026]根据所述相机矩阵和所述基础矩阵，得到本质矩阵；
[0027]对所述本质矩阵进行分解，得到所述目标位姿解。
[0028]可选地，所述对所述本质矩阵进行分解，得到所述目标位姿解，包括：
[0029]对所述本质矩阵进行分解，得到第二位姿解；
[0030]基于平面同侧性约束条件，对所述第二位姿解进行筛选，得到所述目标位姿解。
[0031]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种空间非合作目标的位姿解算装置，包括：
[0032]获取模块，用于获取非合作目标的待处理影像；
[0033]处理模块，用于确定相邻所述待处理影像之间的同名特征点，并计算得到单应性矩阵；
[0034]第一位姿提取模块，用于根据所述单应性矩阵得到初始位姿解；其中，不同的所述初始位姿解对应的核点不同；
[0035]核点确定模块，用于利用平面诱导视差束法，得到对应所述初始位姿解的目标核点；
[0036]第二位姿提取模块，用于确定所述目标核点对应的基础矩阵，并分解得到目标位姿解。
[0037]可选地，所述核点确定模块还用于执行如下操作：
[0038]获取所述初始位姿解对应的核点；
[0039]根据预设点位误差绘制所述同名特征点对应的平面诱导视差束；
[0040]确定每个所述核点落入所述平面诱导视差束的次数，并筛选出对应次数最多的第一核点；其中，所述次数不高于所述同名特征点的数量；
[0041]判断所述第一核点对应的次数是否大于预设阈值；
[0042]若是，则确定所述第一核点为目标核点。
[0043]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述任一项所述的空间非合作目标的位姿解算方法。
[0044]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行上述任一项所述的空间非合作目标的位姿解算方法。
[0045]本专利技术实施例提供了一种空间非合作目标的位姿解算方法及装置，该方法利用相邻待处理影像之间的同名特征点，计算得到单应性矩阵，将该单应性矩阵作为非退化映射模型，并解算出初始位姿解，由于每个初始位姿解均对应一个核点，通过平面诱导视差束法对核点位置进行约束，得到目标核点，然后基于该目标核点对应的基础矩阵进行分解，得到目标位姿解。如此，本专利技术采用基于核点位置约束的平面诱导视差束法，在平面退化情况下
能够充分利用视差信息获取非退化映射模型，并通过核点的位置约束确保非退化映射模型解算的鲁棒性，提高了空间非合作目标姿态反演的准确性，增进空间非合作目标姿态反演系统整体的可靠性。
附图说明
[0046]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0047]图1是本专利技术一实施例提供的一种空间非合作目标的位姿解算方法的流程图；
[0048]图2是本专利技术一实施例提供的利用平面诱导视差束确定目标核点的示意图；
[0049]图3是本专利技术一实施例提供的一种计算设备的硬件架构图；
[0050]图4是本专利技术一实施例提供的一种空间非合作目标的位姿解算装置结构图。
具体实施方式
[0051]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0052]目前，在平面退化场景中求解空间目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间非合作目标的位姿解算方法，其特征在于，包括：获取非合作目标的待处理影像；确定相邻所述待处理影像之间的同名特征点，并计算得到单应性矩阵；根据所述单应性矩阵得到初始位姿解；其中，不同的所述初始位姿解对应的核点不同；利用平面诱导视差束法，从所述初始位姿解对应的核点中确定目标核点；确定所述目标核点对应的基础矩阵，并分解得到目标位姿解。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定相邻所述待处理影像之间的同名特征点，并计算得到单应性矩阵，包括：对所述待处理影像进行特征提取，得到特征点；对相邻所述待处理影像进行同名特征点匹配，得到相邻所述待处理影像之间的同名特征点；根据所述同名特征点，基于AC
‑
RANSAC算法计算得到所述单应性矩阵。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述单应性矩阵得到初始位姿解，包括：根据所述单应性矩阵得到第一位姿解；基于平面同侧性和可视性约束条件，对所述第一位姿解进行筛选，得到所述初始位姿解；其中，所述第一位姿解的数量大于所述初始位姿解的数量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用平面诱导视差束法，从所述初始位姿解对应的核点中确定目标核点，包括：获取所述初始位姿解对应的核点；根据预设点位误差绘制所述同名特征点对应的平面诱导视差束；确定每个所述核点落入所述平面诱导视差束的次数，并筛选出对应次数最多的第一核点；其中，所述次数不高于所述同名特征点的数量；判断所述第一核点对应的次数是否大于预设阈值；若是，则确定所述第一核点为目标核点。5.根据权利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标核点对应的基础矩阵，并分解得到目标位姿解，包括：根据所述目标核点和所述单应性矩阵，确定所述基础矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：亓晨，王嘉智，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：